黨的二十大報告提出，加快發(fā)展方式綠色轉型，推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節。昌黎縣興國精密機件有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)興國公司）積極籌劃從傳統“碳冶金”轉向新型“低碳氫冶金”，通過(guò)在冶煉過(guò)程中以氫代碳的方式，增加清潔能源在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的使用比例，爭做鋼鐵行業(yè)綠色低碳轉型發(fā)展引領(lǐng)者，打造冀東北地區能源轉型、產(chǎn)業(yè)結構調整新基地。

　　校企協(xié)同 搭建氫冶金前沿技術(shù)研發(fā)平臺

　　圖為富氫低碳冶煉熱模擬實(shí)驗系統。（興國公司 供圖）

　　上海大學(xué)在氫冶金領(lǐng)域有著(zhù)深厚的理論和技術(shù)積累與行業(yè)影響力。2019年，興國公司和上海大學(xué)簽訂戰略合作協(xié)議，提出聯(lián)合共建以40立方米試驗高爐為核心的富氫低碳冶煉熱模擬試驗系統平臺，建設氫冶金低碳技術(shù)研發(fā)中心，開(kāi)發(fā)建設我國氫冶金技術(shù)中試基地，研發(fā)先進(jìn)的氫冶金技術(shù)，推進(jìn)氫冶金低碳冶煉技術(shù)的完善、成熟和大規模產(chǎn)業(yè)化應用。

　　在2021年河北省重點(diǎn)研發(fā)計劃資助（項目名稱(chēng)為“先進(jìn)氫冶金技術(shù)與工藝開(kāi)發(fā)試驗研究”）和2021年上海市首批雙碳專(zhuān)項項目資助（項目名稱(chēng)為“高爐富氫低碳冶煉關(guān)鍵工藝技術(shù)研究與示范”）的支持下，興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合共建了“可調控、可打開(kāi)、可剖析”的氫冶金低碳技術(shù)研發(fā)試驗系統。該系統配備有儲輸一體化供氫系統，以及齊備的在線(xiàn)檢測與取樣系統，覆蓋爐體修復期、中試冶煉期、正式冶煉期和解剖期等完整的試驗階段。

　　通過(guò)打造開(kāi)放性專(zhuān)業(yè)化實(shí)驗高爐通用技術(shù)開(kāi)發(fā)系統平臺，興國公司和上海大學(xué)聚焦氫冶金低碳冶煉前沿技術(shù)，研制冶金大科學(xué)裝置，突破相關(guān)核心技術(shù)，致力于建成開(kāi)放性高爐科學(xué)創(chuàng )新中心、氫冶金標準研發(fā)基地和工業(yè)節能綠色示范基地，引領(lǐng)鋼鐵冶金技術(shù)革新，全面踐行綠色發(fā)展理念，促進(jìn)低碳循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。

　　首次試驗 構建富氫冶煉技術(shù)理論和工藝原型

　　圖為高爐爐料解剖實(shí)物圖。（興國公司 供圖）

　　2021年12月28日，興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團隊在完成前期的全焦和富氧噴煤試驗基礎上，向40立方米的試驗高爐中成功注入純氫氣，進(jìn)入“以氫代碳”的富氫冶煉試驗階段。這是中國首次以純氫為噴吹氣源、進(jìn)行高爐富氫冶煉技術(shù)開(kāi)發(fā)試驗。富氫冶煉試驗純氫氣的噴吹量達每小時(shí)1800立方米，噸鐵250立方米。近兩個(gè)月的工業(yè)試驗結果表明，高爐富氫冶煉可降低焦比10%以上，達到減少二氧化碳排放量10%以上和鐵產(chǎn)量增加13%以上（大幅提高高爐利用系數）的預期效果，節能降碳效果顯著(zhù)。同時(shí)，該試驗項目也為之后鋼鐵生產(chǎn)中大規模安全使用氫氣積累了經(jīng)驗。

　　在完成高爐富氫冶煉熱態(tài)試驗后，該研發(fā)團隊向爐內注入氣—液混合氮，對試驗高爐內熱態(tài)爐料進(jìn)行快速“冷凍”，完整保留了爐內物料變化細節。依托可解剖打開(kāi)式爐體結構，該研發(fā)團隊對“冷凍”后的試驗高爐進(jìn)行了歷時(shí)3個(gè)月的解剖工作，獲取了高爐塊狀帶、軟熔帶、滴落帶、風(fēng)口區、死料柱、渣鐵層等關(guān)鍵物料樣品及相關(guān)數據信息，通過(guò)“打開(kāi)高爐黑箱”，徹底弄清楚了富氫對高爐爐料結構和性狀變化的作用規律，構建了完整的高爐富氫低碳煉鐵過(guò)程技術(shù)理論和工藝原型。

　　應用推廣 助力鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展

　　圖為綠氫制-儲-用共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)基地牌。（興國公司 供圖）

　　在半工業(yè)化試驗和工業(yè)化推廣應用中，興國公司與上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團隊獲發(fā)明專(zhuān)利授權5項；圍繞鋼鐵企業(yè)大規模供氫和高爐富氫技術(shù)操作，獲軟件著(zhù)作權2項。在豐富的理論和扎實(shí)的實(shí)踐基礎上，上海大學(xué)牽頭，聯(lián)合寶鋼股份、中冶賽迪、興國公司、同濟大學(xué)等完成《氫冶金 高爐噴氫技術(shù)規范》（標準編號：T/CSTE 0208—2022）和《氫冶金 高爐噴吹氫氣工程設計規范》（標準編號：T/CSTE 0209—2022）兩項團體標準，已在全國團體標準信息平臺發(fā)布，有效推動(dòng)了高爐富氫低碳冶煉技術(shù)的工業(yè)化普及應用，助力鋼鐵行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

　　在取得半工業(yè)化試驗成果的基礎上，興國公司積極謀劃，規劃建設光伏/風(fēng)電綠電電解水制氫（日產(chǎn)氫30萬(wàn)立方米及日產(chǎn)氧15萬(wàn)立方米）—規?；m量?jì)洹?span style="">富氫冶煉項目，在現有450立方米鑄造生鐵高爐開(kāi)展富氫富氧噴吹冶煉的工業(yè)化推廣應用，預計于2023年底運行。

　　該項目將進(jìn)一步探索降碳節能的方向和途徑，打通工業(yè)規模的綠氫制—儲—用一體化工藝，形成光伏/風(fēng)力發(fā)電—電解水制氫—氫冶金的可再生清潔能源就地大規模儲能、消納和利用的示范典型，預計每年降低二氧化碳排放20萬(wàn)噸，節能降碳效果顯著(zhù)，同時(shí)電解水系統制得的綠氫還可供應氫燃料汽車(chē)電池、配套建設的加氫站等，形成區域優(yōu)質(zhì)綠色氫源供應能力。

　　延鏈補鏈 打造高端裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地

　　圖為干凈整潔的興國公司廠(chǎng)區。（興國公司 供圖）

　　興國公司致力于從“綠色底色”轉向“綠色競爭力”，基于高爐富氫冶煉生產(chǎn)得到的高品質(zhì)鑄造用鐵水原料，建設以高端材料制造和綠色能源產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)利用為核心的科技創(chuàng )新企業(yè)，樹(shù)立鋼鐵冶金鑄造行業(yè)低碳高質(zhì)量轉型發(fā)展的典范。

　　在原廠(chǎng)址、原有產(chǎn)能和裝備的基礎上，興國公司新建年產(chǎn)50萬(wàn)噸高端球墨鑄鋼、鑄鐵產(chǎn)線(xiàn)，產(chǎn)品可廣泛應用于冶金、機械制造、汽車(chē)及模具領(lǐng)域，通過(guò)技術(shù)轉型升級、裝備工藝升級、產(chǎn)品轉型升級，實(shí)現延鏈、補鏈、強鏈，由傳統的鑄造生產(chǎn)企業(yè)轉型升級為技術(shù)先進(jìn)、工藝領(lǐng)先、產(chǎn)品優(yōu)良、資源高效利用、環(huán)保節能的新型冶煉深加工生產(chǎn)企業(yè)，打造高端裝備制造業(yè)生產(chǎn)基地。

　　在興國公司與上海大學(xué)的良好合作下，雙方用學(xué)科鏈、專(zhuān)業(yè)鏈支撐創(chuàng )新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，共同完成引進(jìn)技術(shù)消化吸收和自主創(chuàng )新，促使興國公司實(shí)現技術(shù)創(chuàng )新能力的突破性提高，形成了擁有自主知識產(chǎn)權的氫冶金低碳冶煉、特殊鋼生產(chǎn)等技術(shù)。

　　未來(lái)，興國公司將持續聚焦綠色低碳、節能高效、循環(huán)經(jīng)濟，堅持科技引領(lǐng)、創(chuàng )新發(fā)展，推進(jìn)“綠色興國、質(zhì)量興國、低碳興國”建設。